# Guia de cálculo da carga do transformador de instrumentos para sistemas de proteção de média tensão

> Fonte: https://voltgrids.com/pt_br/blog/instrument-transformer-burden-calculation-guide-for-mv-protection-systems/
> Published: 2026-04-25T03:33:06+00:00
> Modified: 2026-05-11T02:28:02+00:00
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## Resumo

O cálculo preciso da carga do transformador do instrumento é essencial para a confiabilidade dos sistemas de proteção de média tensão. Este guia abrangente detalha a metodologia passo a passo para calcular a carga do TC e do TP para evitar a saturação do núcleo e a operação incorreta do relé. Garanta que os projetos...

## Media

- YouTube: https://youtu.be/Xwnp7P3R-J8
- SoundCloud: https://soundcloud.com/bepto-247719800/sets/bepto-electric/s-tkdcdmC3sUC?si=c7d74e4c27894c01bf765baa3f9bbaa2&utm_source=clipboard&utm_medium=text&utm_campaign=social_sharing

## Artigo

![JDZ20 Transformador de tensão interno monofásico semifechado fundido em resina epóxi PT - 6kV 10kV totalmente isolado Compatível com disjuntor a vácuo ZW8 Isolamento de 12 42 75kV Design compacto](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/01/JDZ20-Voltage-Transformer-Indoor-Single-Phase-Semi-Closed-Epoxy-Resin-Casting-PT-6kV-10kV-Fully-Insulated-ZW8-Vacuum-Circuit-Breaker-Compatible-12-42-75kV-Insulation-Compact-Design-1.jpg)

[Transformador de corrente (TC)](https://voltgrids.com/pt_br/product-category/instrument-transformer/current-transformerct/)

## Introdução

O cálculo da carga é uma das tarefas de engenharia mais frequentemente mal compreendidas - e mais consequentes - no projeto de sistemas de proteção de média tensão. Cada dispositivo conectado a um circuito secundário de um TC ou TP adiciona impedância e, quando a carga total excede o VA nominal do transformador, a precisão diminui, os núcleos saturam e os relés de proteção recebem sinais distorcidos que podem causar operações errôneas perigosas.

**A resposta direta: a carga do transformador de instrumentos é a carga total de Volt-Amp imposta ao circuito secundário e deve sempre permanecer dentro da carga nominal do transformador para garantir a conformidade com a classe de precisão e a detecção confiável de falhas.**

Para engenheiros elétricos e empreiteiros de EPC que especificam painéis de distribuição de média tensão, errar na carga não é um problema menor de calibração - é uma falha de confiabilidade em nível de sistema que está prestes a acontecer. Este guia apresenta a metodologia completa de cálculo de carga, as armadilhas comuns e os critérios de seleção para garantir que suas instalações de TC e TP funcionem exatamente como foram projetadas.

## Índice

- [O que é a carga do transformador de instrumentos e como ela é definida?](#what-is-instrument-transformer-burden)
- [Como calcular a carga de CT e VT passo a passo?](#how-do-you-calculate-burden)
- [Como a carga afeta a classe de precisão do TC e o desempenho da proteção?](#how-does-burden-affect-accuracy)
- [Quais são os erros mais comuns de cálculo de carga em sistemas de média tensão?](#common-burden-mistakes)

## O que é a carga do transformador de instrumentos e como ela é definida?

![Infográfico técnico que explica a carga do transformador do instrumento como a impedância total do circuito secundário ou carga VA, incluindo a carga do relé, a carga do medidor, a impedância do cabo, a resistência do contato do terminal, a carga nominal, a corrente secundária, a classe de precisão, o ALF e o impacto da carga negligenciada do cabo na precisão do TC.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Instrument-Transformer-Burden-Explained-1024x683.jpg)

Explicação da carga do transformador de instrumentos

A carga é a impedância externa total, expressa em **Volt-Amps (VA)** ou **Ohms (Ω)** - conectado aos terminais secundários de um transformador de instrumentos. Ele representa a soma de todas as cargas que o transformador deve acionar enquanto mantém sua precisão nominal. No caso de um TC, isso inclui todos os dispositivos e condutores no loop secundário. Para um TP, inclui todos os equipamentos de medição e proteção conectados em paralelo.

A compreensão do ônus começa com a compreensão das duas formas em que ele é expresso:

- **Carga de VA:** Potência aparente total consumida pelo circuito secundário na corrente ou tensão secundária nominal
- **Carga de impedância (Ω):** Resistência e reatância totais do circuito secundário, usadas em cálculos detalhados

**Principais parâmetros técnicos que regem a carga de CT por [IEC 61869-2](https://webstore.iec.ch/publication/5964)[1](#fn-1):**

- **Fardo avaliado:** O VA máximo que o TC pode fornecer enquanto mantém a classe de precisão declarada (por exemplo, 15VA, 30VA)
- **Classificado [corrente secundária](https://voltgrids.com/pt_br/blog/current-transformer-secondary-burden-calculation/):** Valores padrão de 1A ou 5A - a impedância da carga varia de acordo com o quadrado desse valor
- **Classe de precisão:** 0,2, 0,5 para medição; 5P, 10P para proteção - cada um tem uma faixa de carga definida
- **Fator de potência da carga:** Normalmente, 0,8 de defasagem para a classe de proteção; 1,0 para cargas resistivas
- **Fator de limite de precisão nominal ([ALF](https://voltgrids.com/pt_br/blog/ct-accuracy-limiting-factor-calculation-guide/)):** Inversamente proporcional à carga real - aumenta à medida que a carga diminui
- **Nível de isolamento:** Classe 12kV / 24kV / 36kV para aplicações de média tensão
- **Classificação térmica de corrente contínua:** ≥1,2× corrente primária nominal
- **Distância de fuga:** [≥25mm/kV para ambientes internos padrão (IEC 60815)](https://webstore.iec.ch/publication/3807)[2](#fn-2)

Um ponto crítico, mas frequentemente ignorado: **a carga não é corrigida apenas pelo relé**. A resistência do cabo secundário, a resistência do contato do terminal e a impedância combinada de todos os dispositivos conectados em série contribuem. Ignorar a carga do cabo é a causa mais comum de violações da classe de precisão em instalações de campo.

## Como calcular a carga de CT e VT passo a passo?

![Em uma subestação de 33kV no norte da África, um gerente de compras de EPC do norte da África (à esquerda), representando o cliente, ouve atentamente enquanto um engenheiro do leste asiático (à direita), representante da Bepto, usa um tablet para explicar a carga detalhada do TC e os resultados efetivos do cálculo de ALF, resolvendo erros de precisão de medição causados por um longo trecho de cabo. Grandes TCs de 33kV, um painel de medição e bandejas de cabos distantes definem o ambiente profissional.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Bepto-Engineer-Explains-CT-Burden-Correction-in-North-Africa-Substation-1024x687.jpg)

Engenheiro da Bepto explica correção de carga de TC em subestação no norte da África

O cálculo da carga segue um processo estruturado. Aqui está a metodologia completa usada para proteção de MT e medição de circuitos de TC.

### Etapa 1: Liste todos os dispositivos de circuito secundário

Identifique todos os dispositivos conectados no loop secundário do TC:

- Relé de proteção (distância, sobrecorrente, diferencial)
- Medidor de energia ou analisador de qualidade de energia
- Transdutor ou transmissor
- Amperímetro (se aplicável)
- TC de interposição (se aplicável)

### Etapa 2: Obtenha a classificação de VA ou impedância para cada dispositivo

Cada fabricante de dispositivo fornece uma classificação de carga na corrente secundária nominal. Converta todos os valores para **impedância (Ω)** usando:

Z=VAIs2Z = \frac{VA}{I_s^2}

Onde IsI_s é a corrente secundária nominal (1A ou 5A).

**Exemplo - circuito secundário de 5 A:**

| Dispositivo | Classificação de Burden (VA) | Impedância (Ω) |
| Relé de proteção de distância | 1,0 VA | 0.040 Ω |
| Relé de sobrecorrente | 0,5 VA | 0.020 Ω |
| Medidor de energia | 1,5 VA | 0.060 Ω |
| Cabo secundário (2 × 30 m, 2,5 mm²) | — | 0.432 Ω |
| Resistência do contato do terminal | — | 0.010 Ω |
| Carga total | — | 0.562 Ω |

Converta a impedância total de volta para VA: VAtotal=Ztotal×Is2=0.562×25=14.05 VAVA_{total} = Z_{total} \times I_s^2 = 0,562 \times 25 = 14,05\ VA

### Etapa 3: Calcular a carga de cabos

A resistência do cabo é calculada como:

Rcable=2×L×ρAR_{cable} = \frac{2 \times L \times \rho}{A}

Onde:

- LL = comprimento do cabo unidirecional (metros)
- ρ\rho = resistividade do cobre 0.0172 Ω⋅mm2/m0,0172\ \Omega \cdot mm^2/m
- AA = área da seção transversal do cabo (mm²)

Para 30 m de percurso unidirecional com cobre de 2,5 mm²: Rcable=2×30×0.01722.5=0.413 ΩR_{cable} = \frac{2 \times 30 \times 0.0172}{2.5} = 0,413\ \Omega

### Etapa 4: Verificar em relação ao ônus avaliado

A carga total calculada deve ser satisfatória: VAactual≤VAratedVA_{actual} \leq VA_{rated}

Se a carga real exceder a carga nominal, as opções incluem:

- Aumentar a seção transversal do cabo (reduz a carga de resistência)
- Especifique um TC de carga com classificação mais alta
- Reduzir o número de dispositivos conectados em série
- Mudança do secundário de 5A para 1A (reduz a carga do cabo em um fator de 25)

### Etapa 5: Verificar o ALF efetivo

O ALF real muda com a carga. A relação de acordo com a IEC 61869-2 é:

ALFactual=ALFrated×VArated+VAinternalVAactual+VAinternalALF_{actual} = ALF_{rated} \times \frac{VA_{rated} + VA_{internal}}{VA_{actual} + VA_{interno}}

Onde VAinternalVA_{interno} é a carga do enrolamento interno do TC (da folha de dados). Essa etapa é fundamental para [proteção à distância](https://voltgrids.com/pt_br/blog/how-current-transformers-enable-distance-protection-in-power-systems/) e aplicações de proteção diferencial.

### Comparação do cálculo da carga de CT vs. VT

| Parâmetro | Cálculo da carga de CT | Cálculo do ônus do VT |
| Topologia de circuito | Loop de série | Conexão paralela |
| Expressão de ônus | VA ou Ω (impedância em série) | VA ou Ω (impedância paralela) |
| Impacto do cabo | Alta resistência em série adiciona diretamente | Baixa - predominam as cargas paralelas |
| Padrão secundário | 1A ou 5A | 100V ou 110V |
| Principais riscos | Saturação do núcleo por excesso de carga | Queda de tensão e perda de precisão |
| Padrão de governo | IEC 61869-2 | IEC 61869-33 |

**Caso de cliente - erro de cálculo de carga em um painel de proteção de alimentador de 33kV:**
Um gerente de compras de uma empresa de EPC no norte da África entrou em contato com a empresa depois que seu sistema de proteção de alimentador de 33kV recém-comissionado apresentou erros persistentes de precisão na medição de energia - as leituras eram consistentemente 3-4% baixas. A investigação revelou que o percurso do cabo secundário era de 45 metros (mais longo do que o projeto original presumia, de 20 metros), adicionando 0,62Ω de carga de resistência não contabilizada. O TC instalado foi classificado como 15VA, mas a carga real chegou a 22VA, levando o TC para fora de sua faixa de classe de precisão de 0,5. A Bepto forneceu TCs de 30VA com especificações correspondentes, e a precisão da medição voltou a ser de 0,2% - bem dentro dos requisitos de classe de faturamento.

## Como a carga afeta a classe de precisão do TC e o desempenho da proteção?

![Infográfico técnico que explica como a carga do TC afeta a classe de precisão e o desempenho da proteção à distância, mostrando o comportamento do limite de carga, o crescimento do erro composto, a redução do ALF, a saturação precoce do núcleo, o risco de atraso do relé da Zona 1 e um caso de campo em que a carga secundária excessiva causou uma operação incorreta da proteção.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/CT-Burden-Impact-on-Protection-Performance-1024x683.jpg)

Impacto da carga de CT no desempenho da proteção

A relação entre a carga e o desempenho do CT não é linear - é um efeito de limite. Dentro da carga nominal, o TC mantém sua classe de precisão declarada. Acima da carga nominal, os erros aumentam rapidamente e sob condições de falha, [saturação do núcleo](https://voltgrids.com/pt_br/blog/ct-magnetic-saturation-behavior-during-faults/) ocorre antes do que a especificação ALF supõe.

Especificamente para a proteção à distância, isso tem consequências operacionais diretas:

- **Subcarga:** Aumento efetivo do ALF - geralmente benéfico, mas a impedância de entrada do relé ainda deve ser atendida
- **Com carga nominal:** O TC funciona exatamente de acordo com a especificação da classe de precisão
- **Sobrecarga (classificação 110-150%):** O erro composto excede o limite da classe; a medição é lida incorretamente
- **Sobrecarga grave (>150% classificado):** [o núcleo satura durante condições de falha](https://ieeexplore.ieee.org/document/4275376)[4](#fn-4); O relé de proteção recebe uma forma de onda cortada; o cálculo da impedância falha; o relé de distância pode não disparar Zona 1

### Impacto na confiabilidade da proteção por nível de ônus

| Nível de ônus | Precisão da medição | Comportamento do CT de proteção | Resposta do relé de distância |
|  | Dentro da classe | ALF efetivamente maior | Viagem confiável da Zona 1 |
| 80-100% Classificação | Dentro da classe | Por especificação | Viagem confiável da Zona 1 |
| 100-130% Classificação | Erro marginal | Redução do ALF efetivo | Possível atraso da Zona 1 |
| >150% Classificado | Erro significativo | Saturação precoce | Risco de operação incorreta |

A recomendação prática para aplicativos críticos de proteção: **projeto para 75-80% da carga nominal máxima**, O sistema de controle de temperatura é um sistema de controle de temperatura que preserva a margem para futuras adições de relés ou redirecionamento de cabos que aumentem a resistência.

**Caso de cliente - Operação incorreta de proteção atribuída a excesso de carga:**
Um empreiteiro de uma concessionária de energia no sudeste da Ásia relatou que um relé de distância de linha aérea de 22kV estava falhando consistentemente em eliminar falhas próximas dentro do tempo da Zona 1, passando para a Zona 2 (atraso de 400ms). Uma análise detalhada do comissionamento revelou que o circuito secundário do TC incluía três relés, um transdutor e um cabo de 38 metros - carga total de 28VA contra um TC de 15VA. O TC estava saturando com aproximadamente 8 vezes a corrente nominal, bem abaixo da capacidade implícita de 20 vezes da especificação 5P20 com carga nominal. A substituição por TCs Bepto 5P20 30VA resolveu completamente o problema de temporização da Zona 1.

## Quais são os erros mais comuns de cálculo de carga em sistemas de média tensão?

![Uma fotografia de alto nível de detalhes de um circuito de teste secundário de CT caótico e sobrecarregado em uma bancada de laboratório, ilustrando vários erros de cálculo, como cabos longos ignorados, classificações de dispositivos de 1A e 5A misturados causando superaquecimento e aplicações incorretas do método VT. Formas de onda erráticas e notas de erro reforçam o tema da confiabilidade comprometida devido a erros de carga. Nenhuma pessoa está presente.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Visualization-of-Critical-CT-Burden-Calculation-Mistakes-and-Overload-Effects-1024x687.jpg)

Visualização de erros críticos de cálculo de carga de TC e efeitos de sobrecarga

### Lista de verificação de instalação e comissionamento

1. **Medir o comprimento real do cabo** - Nunca use estimativas de desenhos de projeto para o cálculo da carga
2. **Medir a resistência do condutor** com um ohmímetro de baixa resistência antes da energização
3. **Verifique a carga de entrada real de cada relé** da folha de dados do fabricante - não de resumos de catálogos
4. **Calcule a carga total na corrente secundária nominal** antes de especificar a classificação VA do CT
5. **Realizar teste de injeção secundária** para verificar a relação, a polaridade e a precisão do TC no comissionamento
6. **Documentar a carga as-built** para referência de manutenção futura

### Erros comuns que comprometem a confiabilidade

- **Ignorando o ônus do cabo:** Em circuitos secundários de 5 A, um cabo de 30 m pode contribuir com 8 a 15 VA, muitas vezes excedendo a carga do relé
- **Mistura de dispositivos 1A e 5A:** Conectar um relé com capacidade de 5A a um secundário de TC de 1A causa sobrecarga grave e possíveis danos ao relé
- **Supondo que a carga do relé seja igual à carga total:** O esquecimento de medidores, transdutores e resistência de terminais é extremamente comum
- **Não recalcular o ALF após mudanças de carga:** Adicionar um relé durante uma atualização do sistema sem verificar novamente o ALF efetivo é um risco de proteção oculto
- **Usando o método de cálculo de carga de VT para CTs:** Topologia em série vs. paralela - a abordagem de cálculo é fundamentalmente diferente
- **Negligenciar os efeitos da temperatura:** Resistência do cobre [aumenta aproximadamente 0,4% por °C](https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity)[5](#fn-5) - em instalações com alta temperatura ambiente, a carga do cabo a 60°C é mensuravelmente maior do que a 20°C

## Conclusão

O cálculo preciso da carga não é um refinamento opcional de engenharia - é um requisito fundamental para a conformidade com a classe de precisão do transformador de instrumentos e a confiabilidade do sistema de proteção na distribuição de energia de média tensão. **A principal lição: sempre calcule a carga secundária total, incluindo a resistência do cabo, verifique o ALF efetivo para aplicações de proteção e projete para um máximo de 75-80% da carga nominal do CT para manter a detecção confiável de falhas.** Na Bepto Electric, todos os TCs que fornecemos incluem especificações completas de carga da folha de dados e valores de resistência do enrolamento interno, dando à sua equipe de engenharia tudo o que é necessário para realizar cálculos precisos de carga desde o primeiro dia.

## Perguntas frequentes sobre o cálculo da carga do transformador de instrumentos

1. “IEC 61869-2:2012 Transformadores de instrumentos - Parte 2”, `https://webstore.iec.ch/publication/5964`. Define os padrões e parâmetros técnicos para transformadores de corrente. Função da evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: IEC 61869-2. [↩](#fnref-1_ref)
2. “IEC TS 60815-1:2008 Seleção e dimensionamento de isoladores de alta tensão”, `https://webstore.iec.ch/publication/3807`. Define os requisitos de distância de fuga para diferentes ambientes de poluição. Função da evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: ≥25mm/kV para ambientes internos padrão (IEC 60815). [↩](#fnref-2_ref)
3. “IEC 61869-3:2011 Transformadores de instrumentos - Parte 3”, `https://webstore.iec.ch/publication/5965`. O padrão internacional que rege o desempenho e a carga dos transformadores de tensão indutivos. Função da evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: IEC 61869-3. [↩](#fnref-3_ref)
4. “Impacto da saturação de TC na proteção à distância”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/4275376`. Pesquisa do IEEE que analisa como a carga excessiva leva à saturação precoce do núcleo. Função da evidência: mecanismo; Tipo de fonte: pesquisa. Suporta: o núcleo satura durante condições de falha. [↩](#fnref-4_ref)
5. “Resistividade e condutividade elétrica”, `https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity`. Página da Wikipedia que documenta o coeficiente de temperatura da resistividade do cobre. Função da evidência: mecanismo; Tipo de fonte: pesquisa. Suporta: aumenta aproximadamente 0,4% por °C. [↩](#fnref-5_ref)